造不出光刻機!到底是錢的問題還是技術問題?

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當年三星怒砸33.8億美元採購20台EUV光刻機,台積電繼2019年砸下重金獨攬18台EUV光刻機之後,今年繼續加碼。

三星、台積電7nm製程之爭愈發白熱化,而來自荷蘭的一家公司ASML的EUV(極紫外光)光刻機成為這場鬥爭中的關鍵。

中芯國際對其望眼欲穿而不可得,可以說整個中國的半導體工業都受到EUV光刻機的掣肘。


作為全球僅有的兩家可以生產7nm製程晶片的頂級代工廠商,三星、台積電何以趨之若鶩?EUV光刻機究竟是一款怎樣的設備,ASML總裁甚至斷言中國永不能模仿?為何全球僅有一家公司可以生產?

EUV(極紫外光源)光刻機,是生產7nm製程晶片必不可少的設備,我們熟知的華為麒麟晶片、高通驍龍晶片,三星Exynos晶片的製造都離不開該設備。

可以說沒有EUV光刻機就生產不出頂級的處理器,如果台積電不給華為代工,華為就得退出中高端手機市場!

目前僅有由荷蘭飛利浦公司發展而來的ASML(阿斯麥)一家可提供可供量產用的EUV光刻機,在全球市場處於絕對壟斷地位。

因此ASML對於EUV光刻機的供貨重要性不言而喻,同時一台光刻機的價值不菲,超過一億美元!EUV光刻機製造難度極高,基本代表著人類科學技術,工業製造各領域最高成果。

需要多個國家、多個領域頂級公司通力合作,才能製造出來,基本代表著人類科學技術的頂峰!


EUV光刻機在研發初期耗費了大量的資源,三星、台積電、英特爾共同向ASML注資52.59億歐元,用於支持EUV光刻機的研發。

隨後ASML收購了全球領先的準分子雷射器供應商Cymer,並以10億歐元現金入股德國著名光學系統生產商卡爾蔡司,加速EUV光源和光學系統的研發進程,這兩次併購也是EUV光刻機能研發成功的重要原因。

EUV光學透鏡、反射鏡系統需要極高的精度。

舉例來說,一台EUV機台得經過十幾面反射鏡,將光從光源一路導到晶圓,最後大概只剩下不到2%的光線。

反射鏡的製造難度非常大,精度以皮米計(萬億分之一米)。

ASML的總裁曾說過,如果反射鏡面積有德國那麼大,最高的凸起不能超過1公分。

光刻機光刻過程必須在真空中實現,原因是極紫外光很嬌貴,在空氣中容易損耗。

同時,在光刻過程中,設備的動作時間誤差以皮秒計。

(備註:皮秒=兆分之一秒)


EUV除了售價高昂,技術複雜之外,耗電能力也十分恐怖。

驅動一台能輸出 250 瓦功率的 EUV的機台,需要輸入0.125萬千瓦的電力才能達到,換句話來說,就是一台輸出功率250W的EUV機器工作一天,將會消耗3萬度電,這個數字確實嚇人。

由於極紫外光的固有特性,產生極紫外光的方式十分低效,世界第二大內存製造商、韓國的 SK 海力士代表曾表示,「EUV 的能源轉換效率(wall plug efficiency)只有 0.02% 左右。

由此可見,科學技術的落後並不是我們喊口號,投巨資就能實現追趕的,腳踏實地的耐心鑽研,擴大科研能力,提高科技工作者的福利待遇!有朝一日必會實現我們科技的大發展!!!!



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